DE19726101A1 - Device and method for the management and allocation of radio transmission channels in mobile radio systems - Google Patents
Device and method for the management and allocation of radio transmission channels in mobile radio systemsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Verwaltung und Zuteilung von Funkübertragungskanälen inner halb einer Funkzone in einem Mobilfunksystem.The invention relates to a device and a method for Management and allocation of radio transmission channels within half of a radio zone in a mobile radio system.
Die Mobilfunksysteme der dritten Generation werden es einem mobilen Teilnehmer ermöglichen, auf eine große Anzahl von Kommunikationsdiensten mit unterschiedlichen Übertragungsei genschaften und -anforderungen zugreifen zu können. Um diese Möglichkeiten zu verwirklichen, muß die beschränkte Anzahl von Funkübertragungskanälen auf der Luftschnittstelle in op timaler Weise verwaltet und zugeteilt werden, ohne Einschrän kungen durch die unterschiedlichen Anforderungen an die Über tragung der Kommunikationsdienste zu erfahren.The third generation mobile radio systems will be one enable mobile subscribers to a large number of Communication services with different transmission modes access to properties and requirements. Around The limited number must realize possibilities of radio transmission channels on the air interface in op timely managed and allocated without restriction due to the different requirements for the transfer experience of communication services.
Zwei Verfahren zur dynamischen Verwaltung und Zuteilung von Funkübertragungskanälen (DCA - Dynamic Channel Allocation) sind aus dem Artikel "Channel Assignment Schemes for Cellular Mobile Telecommunication Systems: A comprehensive survey"; IEEE Personal Communications; June 1996; p. 10-31 von I. Kat zela, M. Naghshineh bekannt. Bei beiden Verfahren werden alle Funkübertragungskanäle in einem zentralen Pool zusammengefaßt und bei Auftreten neuer Kommunikationsverbindungen den Funk zellen dynamisch zugeteilt. Jeder Funkübertragungskanal kann dabei unter der Voraussetzung der Erfüllung der Interferenz bedingungen in jeder Funkzelle verwendet werden.Two methods for dynamic management and allocation of Radio transmission channels (DCA - Dynamic Channel Allocation) are from the article "Channel Assignment Schemes for Cellular Mobile Telecommunication Systems: A comprehensive survey "; IEEE Personal Communications; June 1996; p. 10-31 by I. Cat zela, M. Naghshineh. With both procedures, everyone Radio transmission channels combined in a central pool and radio when new communication connections occur cells dynamically allocated. Every radio transmission channel can provided the interference is fulfilled conditions can be used in every radio cell.
Unterschieden wird zwischen einem zentralisierten- (centralized-) und einem verteilten (distributed-) DCA-Ver fahren. Bei dem zentralisierten DCA-Verfahren wird ein Funk übertragungskanal temporär für eine Kommunikationsverbindung von einer zentralen Steuerung zugeteilt, währenddessen bei dem verteilten DCA-Verfahren ein Funkübertragungskanal tempo rär für eine Kommunikationsverbindung von der Basisstation zugeteilt wird, bei der die Verbindungsanforderung auftritt. In der Basisstation erfolgt dabei die Zuteilung allein unter Kenntnisnahme der eigenen Informationen bezüglich der Inter ferenzsituation und der Auslastung.A distinction is made between a centralized (centralized) and a distributed DCA ver drive. With the centralized DCA procedure, a radio is used Transmission channel temporarily for a communication connection allocated by a central controller, while at the distributed DCA process a radio transmission channel tempo Rare for a communication link from the base station is allocated at which the connection request occurs. In the base station, the allocation is made solely under Acknowledgment of own information regarding the Inter reference situation and utilization.
Diese beiden Verfahren zur Verwaltung und Zuteilung der Funk übertragungskanäle besitzen den Nachteil, daß nur die Über tragungskriterien als Entscheidungsgrundlage für die Zutei lung dienen und die jeweiligen Anforderungen der unterschied lichen Kommunikationsverbindungen an die Übertragung unbe rücksichtigt bleiben.These two methods of managing and allocating the radio Transmission channels have the disadvantage that only the over wearing criteria as a basis for decision-making for the Zuidei serving and the respective requirements of the difference communication links to the transmission remain considered.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren zur Verwaltung und Zuteilung von Funküber tragungskanälen zu realisieren, die die begrenzte Anzahl von Funkübertragungskanälen innerhalb einer Funkzone möglichst optimal auslasten.The invention has for its object a device and a method for managing and allocating radio transmission to realize transmission channels that the limited number of Radio transmission channels within a radio zone if possible utilize optimally.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Einrichtung nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch das Ver fahren nach den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. Dem nach werden die Funkübertragungskanäle in einer Funkzone durch die Einrichtung gemäß dem Gegenstand der Erfindung ver waltet und zugeteilt. Diese Einrichtung beinhaltet mehrere Komponenten: eine Signalauswerte-, eine Speicher- sowie eine Steuereinrichtung. Die Eigenschaften der Funkübertragungska näle zwischen den Basisstationen und den Mobilstationen wer den in der Signalauswerteeinrichtung bewertet. In der Spei chereinrichtung wird zumindest eine Auswahlmatrix sowie zu mindest eine Ressourcenmatrix mit jeweils einem oder mehreren Parametern gespeichert. Die Auswertung der Parameter in der Auswahlmatrix und in der Ressourcenmatrix sowie die Zuteilung der Funkübertragungskanäle an eine oder mehrere Basisstatio nen für die Kommunikationsverbindungen zu/von einer Mobilsta tion erfolgt mittels der Steuereinrichtung. The object is achieved according to the invention by the device according to the features of claim 1 and by the Ver drive according to the features of claim 12 solved. The According to the radio transmission channels in a radio zone by the device according to the subject matter of the invention governs and allocated. This facility includes several Components: a signal evaluation, a memory and a Control device. The characteristics of the radio transmission box channels between the base stations and the mobile stations evaluated in the signal evaluation device. In the dining room at least one selection matrix as well at least one resource matrix, each with one or more Parameters saved. The evaluation of the parameters in the Selection matrix and in the resource matrix as well as the allocation the radio transmission channels to one or more base stations for the communication connections to / from a Mobilsta tion takes place by means of the control device.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Auswahlmatrix
mit den folgenden Parametern oder einer beliebigen Kombina
tion dieser Parameter gebildet werden, die den Basisstationen
in der verwalteten Funkzone zugewiesen werden:
In one embodiment of the invention, the selection matrix can be formed with the following parameters or any combination of these parameters that are assigned to the base stations in the managed radio zone:
- - Eigenschaften der Funkübertragungskanäle zwischen Mobilsta tion und Basisstationen,- Properties of the radio transmission channels between Mobilsta tion and base stations,
- - Kommunikationsverbindungen mit gemäß den Anforderungen an die Übertragungseigenschaften zugewiesenen Diensteklassen,- Communication links with according to the requirements the classes of service assigned to transmission characteristics,
- - Eigenschaften und Leistungsmerkmale der Mobilstation,- Properties and features of the mobile station,
- - Verweildauer der Mobilstation in den Funkzellen.- Dwell time of the mobile station in the radio cells.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Ressourcenmatrix mit den Funkübertragungskanälen als Parameter gebildet werden, wobei die Zustände der jeweiligen Funkübertragungskanäle den Basisstationen in der verwalteten Funkzone zugewiesen werden.In a further embodiment, the resource matrix can also be used the radio transmission channels are formed as parameters, the states of the respective radio transmission channels Base stations are assigned in the managed radio zone.
Eine mit einem oder mehreren Parametern gebildete Auswahlma trix ermöglicht es, die Zuteilung der Funkübertragungskanäle in Abhängigkeit von der Veränderung der Parameter zu gestal ten. Es wird vorteilhaft die Anzahl und Auswahl der Basissta tionen für die Kommunikationsverbindungen mit der Mobilsta tion und die Zuteilung der Funkübertragungskanäle an die Ba sisstationen dynamisch verändert und somit eine möglichst op timale Lastverteilung verwirklicht.A selection measure formed with one or more parameters trix enables the allocation of radio transmission channels depending on the change in parameters The number and selection of the base states is advantageous tions for communication links with the Mobilsta tion and the allocation of radio transmission channels to the Ba station stations dynamically changed and thus an op as possible real load distribution realized.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung werden die Parameter zy klisch auf den neuesten Stand gebracht. Die Überwachung der Übertragungseigenschaften kann in der Weise erfolgen, daß in regelmäßigen oder durch die Übertragungsqualität angeregten Zeitabständen Übertragungsparameter wie die Empfangssignal stärke RXLEV (Receive Signal Input Level) und die Signalqua lität RXQUAL (Radio Link Quality) gemessen und in der Funk system-Steuerung zusammengeführt werden. Diese Messungen er möglichen unter anderem die Abschätzung der Übertragungsver luste und der Gleichkanalinterferenzen. According to a further embodiment, the parameters zy updated cliché. Monitoring the Transmission properties can be done in such a way that regular or stimulated by the transmission quality Intervals of transmission parameters such as the received signal Strengthen RXLEV (Receive Signal Input Level) and the signal quality RXQUAL (Radio Link Quality) measured and in the radio system control can be merged. These measurements he possible, among other things, the estimation of the transmission ver and co-channel interference.
Es besteht die Möglichkeit, die Funkübertragungskanäle für Kommunikationsverbindungen gleicher oder unterschiedlicher Diensteklassen von/zu der Mobilstation einer oder mehreren Basisstationen zuzuteilen. Ebenso ist es möglich, daß die Funkübertragungskanäle für asymmetrische Kommunikationsver bindungen Diensteklassen von/zu der Mobilstation in Ab- und Aufwärtsrichtung unterschiedlichen Basisstationen zugeteilt werden.It is possible to use the radio transmission channels for Communication connections of the same or different Classes of service from / to the mobile station of one or more Allocate base stations. It is also possible that the Radio transmission channels for asymmetrical communication ver Service classes from / to the mobile station in and out Assigned upward direction to different base stations will.
Bei in mehrere Signalkomponenten aufgeteilten Kommunikations verbindungen - beispielsweise für Paketdienste - können die Signalkomponenten sequentiell oder parallel unterschiedlichen Funkübertragungskanälen mehrerer Basisstationen zugewiesen werden.When communication is divided into several signal components Connections - for example for parcel services - can Signal components different sequentially or in parallel Radio transmission channels assigned to several base stations will.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung kann in einer Vermitt lungseinrichtung des Mobilfunksystems verwirklicht oder mit einer derartigen Vermittlungseinrichtung verbunden sein, wo bei zweckmäßigerweise mehrere erfindungsgemäße Einrichtungen miteinander verbunden sind, um das Verwalten und Zuteilen der Funkübertragungskanäle an die Basisstationen funkzonenüber greifend zu koordinieren. Durch diese funkzonenübergreifende Zuteilung können beispielsweise im Bereich der Funkzonenrän der Kommunikationsverbindungen von/zu der Mobilstation den Basisstationen in unterschiedlichen Funkzonen zugeteilt wer den.The device according to the invention can be in an intermediary Realization device of the mobile radio system realized or with be connected to such a switching device, where if there are expediently several devices according to the invention are interconnected to manage and allocate the Radio transmission channels to the base stations across radio zones to coordinate comprehensively. Through this cross-zone Allocation can be done, for example, in the area of radio zone borders the communication links from / to the mobile station Base stations in different radio zones the.
Die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung und des erfindungsgemäßen Ver fahrens besitzt lediglich beispielhaften Charakter. Die be schriebenen Merkmale sind nicht zwingend in der dargestellten Art zur Verwirklichung des angestrebten Erfolges erforder lich.The following description of an embodiment of the device according to the invention and Ver driving has only exemplary character. The be written features are not mandatory in the illustrated Type required to achieve the desired success Lich.
Das Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der beige fügten Zeichnungen erläutert. The embodiment of the invention is based on the beige added drawings explained.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Teil eines Mobilfunksystems mit zwei Konfigura tionsmöglichkeiten für die erfindungsgemäße Einrich tung, Fig. 1 shows part of a mobile radio system with two possibilities for the inventive Configurati Einrich tung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung mit den darin verwirklichten Komponenten, Fig. 2 is a block diagram of the device according to the invention realized with the components therein,
Fig. 3 eine Funkzone mit mehreren Funkzellen unterschiedli cher Größe sowie einer Mobilstation, Fig. 3 is a radio zone having a plurality of radio cells differing cher size and a mobile station,
Fig. 4 eine Auswahlmatrix für die Mobilstation, und Fig. 4 shows a selection matrix for the mobile station, and
Fig. 5 eine Ressourcenmatrix für die Funkübertragungskanäle. Fig. 5 is a matrix resources for the radio transmission channels.
Die Erfindung zeigt eine Möglichkeit auf, die Verwaltung und Zuteilung der Funkübertragungskanäle F1 bis F5 in einer Funk zone nach dem Verfahren der dynamischen Kanalzuteilung mit tels einer als Funksystem-Steuerung RNC aufzufassenden Ein richtung zu gestalten. Die Bezeichnung Funksystem-Steuerung RNC (Radio Network Controller) ist dabei die logisch-funktio nelle Bezeichnung der erfindungsgemäßen Einrichtung. Die Funksystem-Steuerung RNC kann in einer Vermittlungseinrich tung des Mobilfunksystems verwirklicht oder mit einer solchen verbunden sein. In einer Speichereinrichtung SP innerhalb der Funksystem-Steuerung RNC wird zumindest eine Auswahlmatrix CM (Compatibility Matrix) und zumindest eine Ressourcenmatrix RM mit jeweils einem oder mehreren Parametern gespeichert. Mit tels einer Steuereinrichtung ST werden die Parameter in der Auswahlmatrix CM ausgewertet und die Funkübertragungskanäle F1 bis F5 an eine oder mehrere Basisstationen BTS1 bis BTS4 für Kommunikationsverbindungen von/zu der Mobilstation zuge teilt. In Abhängigkeit von Veränderungen der Parameter in der Auswahlmatrix CM wird die Zuteilung der Funkübertragungska näle F1 bis F5 dynamisch verändert. Die Steuereinrichtung ST wertet ebenfalls die Ressourcenmatrix RM aus, in der den Funkübertragungskanälen der jeweilige Zustände frei, zuge teilt, blockiert zugewiesen sind.The invention shows a way to manage and Allocation of radio transmission channels F1 to F5 in one radio zone using the dynamic channel allocation method a to be understood as a radio system controller RNC direction. The designation radio system control RNC (Radio Network Controller) is the logical function Name of the device according to the invention. The Radio system controller RNC can be in a switching center device of the mobile radio system realized or with such be connected. In a storage device SP within the Radio system controller RNC becomes at least one selection matrix CM (Compatibility Matrix) and at least one resource matrix RM saved with one or more parameters each. With By means of a control device ST, the parameters in the Selection matrix CM evaluated and the radio transmission channels F1 to F5 to one or more base stations BTS1 to BTS4 for communication connections from / to the mobile station Splits. Depending on changes in the parameters in the Selection matrix CM becomes the allocation of the radio transmission box channels F1 to F5 changed dynamically. The control device ST also evaluates the resource matrix RM in which the Radio transmission channels of the respective states free, zuge shares, are assigned blocked.
Der in Fig. 1 dargestellte Teil eines Mobilfunksystems weist zwei Vermittlungseinrichtungen VE auf, die jeweils den Zugang zu einem Festnetz PSTN herstellen. In einer Vermittlungsein richtung verwirklicht bzw. mit einer solchen verbunden sind die Funksystem-Steuerungen RNC bzw. RNC', die direkt mitein ander verbunden oder durch eine zentrale Vermittlungseinrich tung VE verwaltet werden können. An die Funksystem-Steuerun gen sind jeweils mehrere Basisstationen BTS1 bis BTS4 bzw. BTS1' bis BTS4' zur Ausleuchtung jeweils einer Funkzone ange schlossen. Zwischen den Basisstationen BTS1 und BTS2 und der beispielhaft angegebenen Mobilstation MS bestehen Kommunika tionsverbindungen. Innerhalb der Funkzone, in der sich die Mobilstation MS befindet, verwaltet die Funksystem-Steuerung RNC die Funkübertragungskanäle F1 bis F5 und teilt diese den Basisstationen BTS1 bis BTS4 zu. Durch die Vernetzung mehre rer Funksystem-Steuerungen RNC können beispielsweise im Rand- und Überlappungsbereich der Funkzonen Kommunikationsverbin dungen von/zu der Mobilstation Basisstationen unterschiedli che Funkzonen zugeteilt werden.The part of a mobile radio system shown in FIG. 1 has two switching devices VE, each of which provides access to a fixed network PSTN. The radio system controls RNC and RNC 'are implemented in or connected to a switching device, which can be connected directly to one another or managed by a central switching device VE. Several base stations BTS1 to BTS4 or BTS1 'to BTS4' are connected to the radio system controls to illuminate one radio zone each. There are communication connections between the base stations BTS1 and BTS2 and the mobile station MS given as an example. Within the radio zone in which the mobile station MS is located, the radio system controller RNC manages the radio transmission channels F1 to F5 and allocates them to the base stations BTS1 to BTS4. By networking several radio system controls RNC, for example in the edge and overlap area of the radio zones, communication connections from / to the mobile station can be allocated to different radio zones base stations.
Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild einer Funksystem-Steuerung RNC gemäß der Erfindung. In der Funksystem-Steuerung RNC sind mehrere miteinander verbundene Komponenten verwirklicht. Eine Signalauswerteeinrichtung SA wertet die Übertragungseigen schaften der Funkübertragungskanäle F1 bis F5 zwischen den Basisstationen BTS1 bis BTS4 und der Mobilstation MS aus. Die Übertragungseigenschaften der Funkübertragungskanäle F1 bis F5 können beispielsweise in der bekannten Weise durch Messun gen der Empfangssignalstärke RXLEV und der Signalqualität RXQUAL jeweils durch die Mobilstation MS, durch die Basissta tionen BTS1 bis BTS4 oder durch die Mobilstation MS und die Basisstationen BTS1 bis BTS4 ermittelt werden. Diese Messun gen werden in regelmäßigen oder durch die Übertragungsquali tät angeregten Zeitabständen durchgeführt, von den jeweiligen Basisstationen BTS1 bis BTS4 weitergegeben und zentral in der Funksystem-Steuerung RNC zusammengeführt. Fig. 2 is a block diagram of a radio network controller RNC according to the invention. Several interconnected components are implemented in the RNC radio system controller. A signal evaluation device SA evaluates the transmission properties of the radio transmission channels F1 to F5 between the base stations BTS1 to BTS4 and the mobile station MS. The transmission properties of the radio transmission channels F1 to F5 can be determined, for example, in the known manner by measurements of the received signal strength RXLEV and the signal quality RXQUAL by the mobile station MS, by the base stations BTS1 to BTS4 or by the mobile station MS and the base stations BTS1 to BTS4. These measurements are carried out at regular intervals or at intervals stimulated by the transmission quality, passed on by the respective base stations BTS1 to BTS4 and brought together centrally in the radio system controller RNC.
In der Speichereinrichtung SP wird zumindest eine Auswahlma trix CM gespeichert. Dabei besteht die Möglichkeit, für alle in der Funkzone der Funksystem-Steuerung RNC befindlichen Mo bilstationen, für jede einzelne Mobilstation oder für bei spielsweise mehrere Mobilstationen mit gleichen oder ähnli chen Parametern jeweils eine Auswahlmatrix CM zu speichern und zu verwalten.At least one selection measure is stored in the storage device SP trix CM saved. There is a possibility for everyone Mo located in the radio zone of the radio system controller RNC bil stations, for each individual mobile station or for at for example, several mobile stations with the same or similar Chen parameters to save a selection matrix CM and manage.
In der Speichereinrichtung SP wird weiterhin zumindest eine Ressourcenmatrix RM gespeichert.At least one is also stored in the storage device SP Resource matrix RM saved.
Die Steuereinrichtung ST wertet die Auswahlmatrix CM der in der Funkzone befindlichen Mobilstation MS und die Ressourcen matrix RM aus und teilt die Funkübertragungskanäle F1 bis F5 beispielsweise den Basisstationen BTS1 und BTS2 für die Kom munikationsverbindungen von/zu der Mobilstation MS zu.The control device ST evaluates the selection matrix CM in FIG the mobile station MS and the resources matrix RM and divides the radio transmission channels F1 to F5 for example the base stations BTS1 and BTS2 for the com communication connections from / to the mobile station MS.
Die Fig. 3 zeigt den physikalischen Aufbau einer Funkzone. Die Basisstationen BTS1 bis BTS4 sind mit einer - nicht darge stellten - Funksystem-Steuerung RNC verbunden und bekommen von dieser Funkübertragungskanäle zugeteilt. Fig. 3 shows the physical structure of a radio zone. The base stations BTS1 to BTS4 are connected to a radio system controller RNC (not shown) and are assigned radio transmission channels by this.
Die Basisstationen BTS1 bis BTS4 bilden eine hierarchische Zellstruktur, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Funk zellen unterschiedliche Größen besitzen. So kann es sich bei den Funkzellen der Basisstationen BTS2 bis BTS4 beispiels weise um Mikro- oder Pikozellen und bei der Funkzelle der BTS1 um eine Makrozelle handeln. Die Mikro- bzw. Pikozellen überlappen sich und werden von der Makrozelle der Basissta tion BTS1 überlagert. Die Mobilstation MS des mobilen Teil nehmers befindet sich in einem Bereich der Überlappung durch die Funkzellen der vier Basisstationen BTS1 bis BTS4.The base stations BTS1 to BTS4 form a hierarchical one Cell structure, which is characterized in that the radio cells have different sizes. So it can be with the radio cells of the base stations BTS2 to BTS4 for example wise around micro or picocells and in the radio cell of BTS1 is a macro cell. The micro or pico cells overlap and are from the base cell macro cell tion BTS1 overlaid. The mobile station MS of the mobile part taker is in an area of overlap the radio cells of the four base stations BTS1 to BTS4.
In der Fig. 4 wird beispielhaft eine Auswahlmatrix für eine Mobilstation MS dargestellt, wie sie in der Speichereinrich tung SP der Funksystem-Steuerung RNC gespeichert sein kann. Die Mobilstation MS befindet sich, wie in Fig. 3 dargestellt, in einem Bereich der Überlappung der Funkzellen der zur Funk zone gehörenden Basisstationen BTS1 bis BTS4. Der Teilnehmer möchte zwei Kommunikationsverbindungen aufgebauen. Kommunika tionsverbindungen können allgemein aufgrund der Anforderungen an die Übertragung in verschiedene Diensteklassen eingeteilt werden. Die folgende beispielhafte Aufteilung ist sinnvoll.In FIG. 4, a selection matrix for a mobile station MS is exemplified as tung in the spoke pure Rich SP of the radio network controller RNC may be stored. The mobile station MS is, as shown in Fig. 3, in an area of overlap of the radio cells of the base stations belonging to the radio zone BTS1 to BTS4. The participant wants to establish two communication connections. Communication connections can generally be divided into different service classes based on the requirements for the transmission. The following example breakdown is useful.
Diensteklasse A: Verbindung mit konstanter Bitrate, isochrone
Sprachübertragung,
Diensteklasse B: Verbindung mit variabler Bitrate,
Diensteklasse C: Verbindungsorientiertes Paketprotokoll,
Diensteklasse D: Paketdatendienst ohne Verbindung.Service class A: connection with constant bit rate, isochronous voice transmission,
Service class B: connection with variable bit rate,
Service class C: connection-oriented packet protocol,
Service class D: packet data service without connection.
Diese Dienstklassen lassen sich gegebenenfalls auch in Echt zeit- und Nicht-Echtzeit-Kommunikationsverbindungen eintei len. Daraus folgend sind die Anforderungen an die Übertra gungseigenschaften für Echtzeit-Kommunikationsverbindungen wie beispielsweise Sprach- oder Videoübertragung höher als an die Übertragung von Datenpaketen. Eine weitere Unterteilung der Diensteklassen aufgrund zusätzlicher Übertragungsparame ter (z. B. Bitfehlerrate, Verzögerungszeit) ist ebenfalls mög lich.If necessary, these service classes can also be real Time and non-real-time communication connections len. Hence the requirements for the transfer properties for real-time communication connections such as voice or video transmission higher than the transmission of data packets. Another subdivision the service classes due to additional transmission parameters ter (e.g. bit error rate, delay time) is also possible Lich.
Die dargestellte Auswahlmatrix CM für die Mobilstation MS ist folgendermaßen aufgeteilt. In den Spalten werden die von der Funksystem-Steuerung RNC verwalteten Basisstationen BTS1 bis BTS4 eingetragen, denen in den Zeilen die Parameter zugewie sen werden. Die Auswahlmatrix CM muß nicht alle oben aufge führten Parameter beinhalten, diese werden jedoch in der wei teren Beschreibung ebenfalls näher erläutert.The selection matrix shown is CM for the mobile station MS divided as follows. The columns of the Radio system controller RNC manages base stations BTS1 to BTS4 entered, to which the parameters are assigned in the lines will be. The selection matrix CM need not all be listed above include parameters, but these are in the white teren description also explained in more detail.
In der ersten Zeile werden den Basisstationen BTS1 bis BTS4 die von der Signalauswerteeinrichtung SA in einem Bereich von 1. . .10 bewerteten Übertragungseigenschaften RXLEV und RXQUAL der Funkübertragungskanäle zwischen den Basisstationen BTS1 bis BTS4 und der Mobilstation MS zugewiesen. Bessere Übertra gungseigenschaften sind dabei durch eine höhere zahlenmäßige Bewertung offenbart.In the first line, the base stations BTS1 to BTS4 that of the signal evaluation device SA in a range of 1. . .10 rated transmission characteristics RXLEV and RXQUAL the radio transmission channels between the base stations BTS1 to BTS4 and the mobile station MS assigned. Better transfers properties are due to a higher numerical Rating revealed.
Als weiteren Parameter kann die Auswahlmatrix CM die Eigen schaften und Leistungsmerkmale der Mobilstation MS für den Fall der Einteilung der Mobilstationen in verschiedene Mobil stationsklassen beinhalten. Mittels eines Austausch von Sta tusinformationen werden diese Parameter in die Auswahlmatrix CM eingeschrieben und bei der Zuteilung der Funkübertragungs kanäle an die Basisstationen BTS1 bis BTS4 berücksichtigt bzw. es wird festgestellt, ob die Mobilstation MS überhaupt für Kommunikationsverbindungen mit einer parallelen oder se quentiellen Übertragung der Signalkomponenten auf mehreren Funkübertragungskanälen von/zu mehreren Basisstationen BTS1 bis BTS4 geeignet ist.The selection matrix CM can be another parameter and features of the MS mobile station for the Case of dividing the mobile stations into different mobiles include station classes. By exchanging Sta These parameters are added to the selection matrix CM registered and in the allocation of radio transmission channels to the base stations BTS1 to BTS4 are taken into account or it is determined whether the mobile station MS at all for communication connections with a parallel or se serial transfer of the signal components to several Radio transmission channels from / to several base stations BTS1 up to BTS4 is suitable.
Eine für die erfindungsgemäße Anwendung vorgesehene Mobilsta tion MS sollte demnach derart ausgestattet sein, daß sie gleichzeitig oder sequentiell auf mehreren Funkübertragungs kanälen empfangen und senden kann.A Mobilsta intended for the application according to the invention tion MS should therefore be equipped so that it simultaneously or sequentially on several radio transmission can receive and send channels.
Einen insbesondere bei hierarchischen Zellstrukturen wichti gen Parameter stellt die Verweildauer der Mobilstation MS in den Funkzellen dar. Dieser Parameter ermöglicht es, die Zu teilung der Funkübertragungskanälen zu den Basisstationen so zu gestalten, daß beispielsweise eine sich schnell bewegende Mobilstation MS nicht von den Basisstationen BTS2 bis BTS4 mit Mikro- oder Pikozellen, sondern von der Basisstation BTS1 mit Makrozelle versorgt wird, um ein häufiges Hand-Over zwi schen den Funkzellen zu vermeiden.This is particularly important for hierarchical cell structures The duration of the mobile station MS in sets the parameters the radio cells. This parameter enables the To division of the radio transmission channels to the base stations so to design that, for example, a fast moving Mobile station MS not from base stations BTS2 to BTS4 with micro or picocells, but from the base station BTS1 is supplied with a macro cell to prevent a frequent handover between to avoid the radio cells.
In der zweiten Zeile der beispielhaft dargestellten Auswahl matrix CM werden den Basisstationen BTS1 bis BTS4 in Abhän gigkeit von den Parametern die Kommunikationsverbindungen mit ihren Diensteklassen [A, B, C, D] durch die Steuereinrichtung ST zugeteilt. In the second line of the selection shown as an example matrix CM are dependent on the base stations BTS1 to BTS4 the communication connections with the parameters their service classes [A, B, C, D] by the control device ST assigned.
Als Beispiel für den erfindungsgemäßen Ablauf der Zuteilung
der Funkübertragungskanälen wird der einfache Fall darge
stellt, bei dem in der Auswahlmatrix CM nur der Parameter der
Übertragungseigenschaften berücksichtigt wird. Der mobile
Teilnehmer möchte mit seiner Mobilstation MS gleichzeitig ein
Telephongespräch (Sprachübertragung - Diensteklasse A) und
eine Internetsitzung (Paketdaten - Diensteklasse C), nachfol
gend als Kommunikationsverbindungen A1 und C1 bezeichnet,
führen. Die Übertragungseigenschaften RXLEV und RXQUAL auf
der Funkschnittstelle zwischen den Basisstationen BTS1 bis
BTS4 und der Mobilstation MS werden in der beschriebenen
Weise gemessen, von der Signalauswerteeinrichtung SA in der
Funksystem-Steuerung RNC bewertet und in die für die Mobil
station MS gespeicherte Auswahlmatrix CM eingeschrieben. Aus
der ersten Zeile der Auswahlmatrix CM läßt sich erkennen, daß
sehr gute bzw. gute Übertragungseigenschaften zwischen der
Mobilstation MS und den Basisstationen BTS1 und BTS2 beste
hen. Die Übertragungseigenschaften zu der Basisstation BTS3
wird als ungenügend und zu der BTS4 als ausreichend bewertet.
Aus dieser Bewertung werden die folgenden Basisstationen zur
Übertragung der beiden Kommunikationsverbindungen AI und C1
bestimmt:
The simple case in which only the parameter of the transmission properties is taken into account in the selection matrix CM is presented as an example of the procedure according to the invention for allocating the radio transmission channels. The mobile subscriber would like to conduct a telephone conversation (voice transmission - class A) and an internet session (packet data - class C), hereinafter referred to as communication connections A1 and C1, with his mobile station MS. The transmission properties RXLEV and RXQUAL on the radio interface between the base stations BTS1 to BTS4 and the mobile station MS are measured in the manner described, evaluated by the signal evaluation device SA in the radio system controller RNC and written into the selection matrix CM stored for the mobile station MS. From the first line of the selection matrix CM it can be seen that there are very good or good transmission properties between the mobile station MS and the base stations BTS1 and BTS2. The transmission characteristics to the base station BTS3 are rated as insufficient and to the BTS4 as sufficient. The following base stations for the transmission of the two communication connections AI and C1 are determined from this evaluation:
- - Telephongespräch A1 → BTS1 und BTS2,- Telephone call A1 → BTS1 and BTS2,
- - Internetsitzung C1 → BTS4.- Internet session C1 → BTS4.
Den jeweiligen Basisstationen werden daraufhin die Funküber tragungskanäle zur Übertragung der Kommunikationsverbindungen A1 und C1 von der Steuereinrichtung ST in der Funksystem- Steuerung RNC zugeteilt. Die Auswahl der Funkübertragungska näle erfolgt durch Auswerten der Parameter in der Ressourcen matrix RM, wie sie beispielhaft in der Fig. 5 dargestellt ist. In den Spalten der Ressourcenmatrix RM werden die von der Funksystem-Steuerung RNC verwalteten Basisstationen BTS1 bis BTS4 eingetragen, denen in den Zeilen die Funkübertragungska näle F1 bis F5 zugeordnet sind. In den Schnittpunkten der Ma trix sind die Zustände der Funkübertragungskanäle eingetra gen, welche durch Statusinformationen wie beispielsweise frei, zugeteilt oder blockiert (aufgrund von Interferenz) re präsentiert sind. Die Steuereinrichtung ST wählt aus der An zahl der freien Funkübertragungskanäle unter Berücksichtigung der Interferenzbedingungen für die Basisstationen BTS1, BTS2 und BTS4 jeweils einen Funkübertragungskanal aus. Die ausge wählten Funkübertragungskanäle sind in der Fig. 5 jeweils durch die Statusinformation "zugeteilt" dargestellt. Zur Ab schätzung der Interferenz werden die in der Auswahlmatrix CM eingetragenen Übertragungseigenschaften zwischen den Basis stationen BTS1 bis BTS4 und der Mobilstation MS verwendet, die einen Rückschluß auf die Gleichkanalstörungen zulassen.The respective base stations are then assigned the radio transmission channels for transmitting the communication connections A1 and C1 from the control device ST in the radio system controller RNC. The radio transmission channels are selected by evaluating the parameters in the resource matrix RM, as is shown by way of example in FIG. 5. In the columns of the resource matrix RM, the base stations BTS1 to BTS4 managed by the radio system controller RNC are entered, to which the radio transmission channels F1 to F5 are assigned in the rows. The states of the radio transmission channels are entered at the intersections of the matrix, which are presented by status information such as free, allocated or blocked (due to interference). The control device ST selects a radio transmission channel from the number of free radio transmission channels, taking into account the interference conditions for the base stations BTS1, BTS2 and BTS4. The selected radio transmission channels are shown in FIG. 5 by the status information "assigned". To estimate the interference, the transmission properties entered in the selection matrix CM between the base stations BTS1 to BTS4 and the mobile station MS are used, which allow conclusions to be drawn about the co-channel interference.
Mit der Veränderung des Aufenthaltsortes der Mobilstation MS und den sich dadurch verändernden Übertragungseigenschaften zwischen der Mobilstation MS und den Basisstationen BTS1 bis BTS4 sowie den Auf- und Abbau von Kommunikationsverbindungen kann sich die Auswahlmatrix CM sowie die Ressourcenmatrix RM und damit die Auswahl der Basisstationen BTS1 bis BTS4 zur Übertragung der Kommunikationsverbindungen fortlaufend än dern.With the change in the location of the mobile station MS and the changing transmission properties between the mobile station MS and the base stations BTS1 to BTS4 and the setting up and clearing down of communication connections can the selection matrix CM and the resource matrix RM and thus the selection of the base stations BTS1 to BTS4 Continuously change transmission of communication connections other.
Neben dieser beispielhaften Zuteilung von zwei Kommunikati onsverbindungen A1 und C1 an die Basisstationen BTS1, BTS2 und BTS4 gibt es für den jeweiligen Fall weitere Möglichkei ten der optimalen Zuteilung der Funkübertragungskanäle F1 bis F5. Abhängig von den Übertragungseigenschaften können diese an eine oder mehrere Basisstationen verteilt werden. Für den Fall des Auftretens einer asymmetrischen Kommunikationsver bindung - beispielsweise der Diensteklasse D (Paketdaten dienst) - besteht die Möglichkeit, daß diese unterschiedli chen Funkübertragungskanälen für die Abwärtsrichtung (BTS → MS) und die Aufwärtsrichtung (MS → BTS) von mehreren Basis stationen (BTS1. . .) zugewiesen wird. Weiterführend ist es ebenfalls sinnvoll, mehrere Mobilstationen mit beispielsweise Kommunikationsverbindungen gleicher Diensteklassen in einer zentralen Auswahlmatrix CM zusammenzufassen und die Funküber tragungskanälen zentral den Basisstationen BTS1 bis BTS4 zu zuteilen.In addition to this exemplary allocation of two communicati on connections A1 and C1 to the base stations BTS1, BTS2 and BTS4, there are other options for each case optimal allocation of radio transmission channels F1 to F5. Depending on the transmission properties, these can be distributed to one or more base stations. For the If an asymmetrical communication ver binding - for example, service class D (packet data service) - there is a possibility that these differ Chen radio transmission channels for the downlink (BTS → MS) and the upward direction (MS → BTS) from multiple bases stations (BTS1...) is assigned. It is further also useful to have several mobile stations with, for example Communication connections of the same service classes in one summarize central selection matrix CM and the radio transmission channels centrally to the base stations BTS1 to BTS4 to share.
Claims (23)
- - eine Signalauswerteeinrichtung (SA) zur Auswertung der Übertragungseigenschaften der Funkübertragungskanäle (F1. . .) zwischen den Basisstationen (BTS1. . .) und der Mo bilstation (MS),
- - eine Speichereinrichtung (SP) zum Speichern zumindest einer Auswahlmatrix (CM) und zumindest einer Ressourcenmatrix (RM) mit jeweils zumindest einem Parameter,
- - eine Steuereinrichtung (ST) zur Auswertung der Parameter in der Auswahlmatrix (CM) und der Parameter in der Ressourcen matrix (RM) sowie zur Zuteilung der Funkübertragungskanäle (F1. . .) anhand der Auswertung der Parameter an zumindest eine Basisstation (BTS1. . .) für Kommunikationsverbindungen von/zu der Mobilstation (MS).
- a signal evaluation device (SA) for evaluating the transmission properties of the radio transmission channels (F1...) between the base stations (BTS1...) and the mobile station (MS),
- a storage device (SP) for storing at least one selection matrix (CM) and at least one resource matrix (RM), each with at least one parameter,
- - A control device (ST) for evaluating the parameters in the selection matrix (CM) and the parameters in the resource matrix (RM) and for allocating the radio transmission channels (F1...) based on the evaluation of the parameters to at least one base station (BTS1.. .) for communication connections from / to the mobile station (MS).
- - die Eigenschaften der Funkübertragungskanäle (F1. . .) zwi schen den Basisstationen (BTS1. . .) und der Mobilstation (MS) ausgewertet werden,
- - zumindest eine Auswahlmatrix (CM) mit zumindest einem Para meter gespeichert wird,
- - zumindest eine Ressourcenmatrix (RM) mit zumindest einem Parameter gespeichert wird, und
- - die Parameter in der Auswahlmatrix (CM) und die Parameter in der Ressourcenmatrix (RM) ausgewertet sowie die Funk übertragungskanäle (F1. . .) anhand der Auswertung der Para meter an zumindest eine Basisstation (BTS. . .) für Kommuni kationsverbindungen von/zu der Mobilstation (MS) zugeteilt werden,
- - The properties of the radio transmission channels (F1...) between the base stations (BTS1...) and the mobile station (MS) are evaluated,
- at least one selection matrix (CM) with at least one parameter is stored,
- - at least one resource matrix (RM) is stored with at least one parameter, and
- - The parameters in the selection matrix (CM) and the parameters in the resource matrix (RM) are evaluated and the radio transmission channels (F1...) based on the evaluation of the parameters to at least one base station (BTS...) for communication connections from / allocated to the mobile station (MS),
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